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UNIVERSIDAD AUTONOMA DE SAN LUIS POTOSI
FACULTAD DE CIENCIAS QUIMICAS
LABORATORIO DE _____________ TERMODINAMICA I _______________
NOMBRE DE LA PRACTICA________ ____CALORIMETRIA DE COMBUSTION_______
PRELABORATORIO No _______ 5 _ _____
POSTLABORATORIO No________________
NOMBRE DEL ALUMNO___________ KEVIN ORTEGA MARTELL _____________
FECHA ______ 27 - ABRIL- 2021 ____ DIA__ MARTES __ HORA__ 11:00-13:00 __
MAESTRO DE PRACTICA___ JORGE RICARDO TORRES LUNA __
CALIFICACION___________
CALORIMETRIA DE COMBUSTION
OBJETIVO
Aprender a manejar el calorímetro de combustión, determinar el calor de combustión de una muestra a
volumen constante y calcular la entalpía de combustión correspondiente.
GUIA DE ESTUDIOS
1. Explique qué es un calorímetro de combustión.
Es un aparato especialmente diseñado para realizar la combustión completa de
sustancias sólidas y liquidas reteniendo todos los productos de la reacción para que
pueda evaluarse todo el calor liberado.
2. Para un sistema cerrado en donde solo puede realizarse trabajo de expansión o de
compresión, demuestre que a volumen constante, ΔU = Qv.
∆U+∆Ep+∆Ek=Q+W dU=Qv
dU=dQ+dW
dW=-Pdv ∆U=Qv
dU=dQ-Pdv
3. ¿Cómo se obtiene la capacidad calorífica C del calorímetro de combustión?
La capacidad calorífica se calcula mediante la siguiente ecuación: 𝑞 = 𝐶𝑐𝑎𝑙 ∙ ∆𝑇
donde,
q: cantidad conocida de calor, J.
Ccal: constante del calorímetro, J °C-1.
T: temperatura, °C.
4. Explique cómo se deben preparar las diferentes muestras (dependiendo de su
estado físico), para ser utilizadas en el calorímetro de combustión.
Sólidos: La muestra debe pulverizarse y comprimirse en forma de pastilla, de
manera similar a lo efectuado en la determinación de la capacidad calorífica del
calorímetro.
Líquidos no volátiles: Se queman directamente en la cápsula de combustión. El
alambre de combustión debe colocarse justo arriba de la superficie del líquido, sin
tocarlo. Debe anotarse el peso el peso de la capsula vacía y el peso de la cápsula
con el líquido.
Líquidos volátiles: Para evitar las pérdidas por evaporación, las capsulas deben
cubrirse con una cinta adhesiva transparente de celulosa, con bajo en contenido en
cloro y azufre.
- Con base al cálculo anterior, obtenga el volumen requerido
- La formación de HNO 3 en el calorímetro se debe a la presencia de N2 en el aire inicial (excepto que la muestra lo contenga). El cálculo del calor proporcionado se puede hacer en base a la reacción H 2 O(l) + N2(g) + 5/2 O2(g) 2HNO3 (ac,1m) Consulte en la literatura la entalpía de formación HNO 3 en solución acuosa 1 m, determine la entalpía de la reacción y el calor liberado por la formación de 1 mmol de HNO 3.
- Explique cómo se obtiene la entalpía de combustión en este tipo de calorímetros (volumen constante). ∆ H=∆U +∆(PV ) ∆(PV )=PV productos – PV reactivos Donde PV en gases se considera como ideal en ∆ PV=∆nRT ∆ H=∆U +∆n RT para gases ideales
- Investigar las características de los residuos que se generan en la práctica, así como el tratamiento que se les dará a estos Acetato de etilo: El acetato de etilo es un irritante sensorial. Este tipo de irritantes son sustancias que producen efectos locales y reversibles en ojos, nariz y garganta mediante su interacción con las terminaciones nerviosas del nervio trigémino, produciendo sensación de quemazón en la cavidad nasal, picor, hormigueo, enrojecimiento y lagrimeo en los ojos). La exposición a estos irritantes del tracto respiratorio superior puede producir una disminución del ritmo respiratorio.
Elimine el O 2 de la línea empujando hacia abajo la manivela de la válvula de alivio. El manómetro debe regresar a cero. Si tarda en hacerlo y se desprende mucho gas quiere decir que la válvula check no funciona bien. Si no hay problemas, cierre el tanque de O 2 y desconecte con cuidado la bomba del sistema de llenado. En caso de que la válvula no funcione, el experimento debe suspenderse siguiendo indicaciones del instructor. Levantar con cuidado la tapa del calorímetro y colocarla en el soporte Retire la tina de acero inoxidable Medir con un matraz volumétrico 2 L de agua y vaciar con cuidado en la cubeta de acero inoxidable, evitando la perdida de agua por salpicaduras Coloque la tina dentro del calorímetro en la posición correcta Colocar el asa metálica en los orificios de la bomba. Con el asa levante con cuidado la bomba y sumérjala en la tina en la posición correcta. Retire el asa sin tocar el agua con las manos y regrese a la tina las gotas de agua que se le adhieran. Conecte los cables de encendido a la bomba. Si existe un desprendimiento continuo de burbujas, suspenda la operación de acuerdo con las indicaciones del instructor. Coloque con cuidado la tapa del calorímetro. Verifique manualmente que el agitador gire libremente. Coloque la banda del motor agitador, conecte el calorímetro a la línea de 115 V y encienda el agitador.
Çççççççççççç Utilizando un reloj de pulso espere 5 min desde que encendió el agitador para que se estabilice la temperatura. Mientras tanto conecte la fuente ignición a la línea de 115 V. Prepare la hoja de datos experimentales para anotar temperaturas a diferentes tiempos Al final del periodo de estabilización encienda el termómetro digital Anote las temperaturas a intervalos de 1 min durante 6 min Al minuto 6 oprima el botón de ignición durante 5 s. El foco rojo de la fuente de ignición se enciende inicialmente y se apaga cuando se rompe el alambre de ignición. De cualquier manera debe dejar de oprimir el botón a los 5 s. No coloque la cabeza, las manos ni alguna otra parte del cuerpo sobre el calorímetro durante los primeros 30 s desde que oprime el botón de encendido. Tome las temperaturas a los 15, 30, 45, 60, 75 y 90 s después de la ignición Después anote temperaturas precisas a intervalos de 1 min hasta alcanzar la temperatura máxima Anote 5 temperaturas mas a intervalos de un minuto Apague el agitador y desconecte la fuente de ignición Separe la banda del motor y déjela sobre la tapa del calorímetro. Quite con cuidado la tapa y póngansela en su soporte. Seque el bulbo del termómetro y el agitador con un trapo limpio
vacíe el agua de la tina. Limpie con un trapo húmedo y séquela. Limpie y seque de igual forma el interior del calorímetro. Ponga la tina dentro del calorímetro y cuidadosamente coloque la tapa del calorímetro en su lugar Fin
